DE2945932A1

DE2945932A1 - SEALING DEVICE FOR A CENTRIFUGAL PUMP FOR CONVEYING CRYOGENIC MEDIA

Info

Publication number: DE2945932A1
Application number: DE19792945932
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 4000 Düsseldorf Klein; Klaus 4018 Langenfeld Tocha
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1979-11-14
Filing date: 1979-11-14
Publication date: 1981-05-21
Also published as: CH651118A5; FR2469582B3; DE2945932C2; FR2469582A1

Description

Abdichtungseinrichtung für eine Kreiselpumpe zum Fördern kryogener MedienSealing device for a centrifugal pump for conveying cryogenic media

Die Erfindung betrifft eine Abdichtungseinrichtung für eine Kreiselpumpe zum Fördern kryogener Medien, mit einer Antriebswelle für das Laufrad sowie mit einer der Antriebswelle zugeordneten Einrichtung zur Abdichtung des Pumpengehäuses. The invention relates to a sealing device for a centrifugal pump for conveying cryogenic media, with a Drive shaft for the impeller and with a device assigned to the drive shaft for sealing the pump housing.

Kreiselpumpen besitzen überwiegend Bauteile, die zum großen Teil aus Metall bestehen. Nur im Bereich der Gleitringdichtung müssen Werkstoffe gewählt werden, die trotz hoher Gleitgeschwindigkeit verschleißarm sind und keine Neigung zum "Fressen" zeigen.Centrifugal pumps predominantly have components that are largely made of metal. Only in the area of Mechanical seal materials must be selected that are wear-resistant despite high sliding speed and show no tendency to "eat".

Diese Werkstoffe sind Belastungen ausgesetzt, die vorwiegend von dem Innendruck des abzudichtenden Raumes und der sich daraus ergebenden Federcharaktesistik des sich axial frei beweglichen Faltenbalges bestimmt werden.These materials are exposed to loads that are mainly caused by the internal pressure of the space to be sealed and the resulting spring characteristics of the axially freely movable bellows can be determined.

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Bei Kreiselpumpen für kryogene Medien ist die Montagegeometrie der Einzelelemente jedoch nicht identisch mit der Geometrie im Betriebszustand. Die Temperaturdifferenz von ca. 220° C (Bereich von +20° C bis -200° C) bewirkt - selbst ohne Berücksichtigung verschiedener Temperaturzeitverhalten, bedingt durch unterschied]iche Massen und Oberflächen - Spannungen durch Formänderungen, wenn, wie im Bereich der Gleitringdichtung, unterschiedliche Werkstoffe verwendet werden nüssen.For centrifugal pumps for cryogenic media, the mounting geometry is However, the individual elements are not identical to the geometry in the operating state. The temperature difference of approx. 220 ° C (range from + 20 ° C to -200 ° C) - even without considering various Temperature-time behavior, caused by different masses and surfaces - stresses due to changes in shape, if, as in the area of the mechanical seal, different materials are used.

Diese Spannungen haben dazu geführt, daß Werkstoffe mit hervorragenden Gleiteigenschaften nicht eingesetzt werden können, da diese durch die Temperaturspannungen zerstört werden.These tensions have meant that materials with excellent sliding properties are not used as these are destroyed by the temperature stresses.

Es wurde bereits vorgeschlagen, Kreiselpumpen für die Förderung von kryogenen Medien mit Gleitringdichtungen auszurüsten, welche durch Kleben befestigt sind. Beim Einsatz dieser Pumpen zur Förderung der kryogeren Medien stellen jedoch diese Klebeverbindungen Schwachstellen dar, da die Klebeverbindung durch den häufigen Temperaturwechsel (Temperaturdifferenz bis zu 220° C) ermüdet und undicht wird. Darüber hinaus scheidet der Einsatz von Gleitwerkstoffen mit an sich vorzüglicher Eignung bei Verwendung von Klebeverbindungen aus, da zu große Unterschiede zwischen den Ausdehnungskoeffizienten der Befestigungselemente bestehen. Dadurch besteht die Gefahr der Undichtigkeit (Bruch der Klebeverbindung, Materialermüdung der Klebeverbindung).It has already been proposed that centrifugal pumps for pumping cryogenic media with mechanical seals equip which are fixed by gluing. When using these pumps to convey the cryogenic media However, these adhesive connections represent weak points, as the adhesive connection is subject to frequent temperature changes (Temperature difference up to 220 ° C) gets tired and leaks. In addition, the stake separates of sliding materials with excellent suitability when using adhesive connections, as they are too large There are differences between the expansion coefficients of the fastening elements. This creates the danger the leakage (breakage of the adhesive bond, material fatigue of the adhesive bond).

Ausgehend von den zuvor geschilderten Problemen bei der Abdichtung von Kreiselpumpen zum Fördern kryogener Medien liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Abdicht-Einrichtung zu konzipieren, die trotz der enormen Temperaturunterschiede stets eine sichere Dichtung be-Based on the previously described problems with the sealing of centrifugal pumps for conveying cryogenic media The invention is based on the object of conceiving a sealing device that, despite the enormous Temperature differences always ensure a secure seal

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wirkt und darüber hinaus auch, aufgrund der geringen Verschleißeigenschaften, eine große Standzeit aufweist.acts and also, due to the low wear properties, has a long service life.

Die Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die nachstehenden Merkmale, gemäß denenThe solution to this problem is characterized by the following features, according to which

a) die Abdichtungseinrichtung zwei in Wirkverbindung miteinander stehende Gleitringe aufweist, die von einer Aufnahme bzw. einem Stützring aufgenommen sind)a) the sealing device has two in operative connection with one another sliding rings, which are of a Recording or a support ring are included)

b) der Ausdehnungskoeffizient des Werkstoffes des ersten Gleitringes größer ist als der des Werkstoffes des Stützringesb) the coefficient of expansion of the material of the first Sliding ring is larger than that of the material of the support ring

c) und der Ausdehnungskoeffizient des Werkstoffes des zweiten Gleitringes kleiner ist als der des Werkstoffes der Aufnahme.c) and the expansion coefficient of the material of the second slip ring is smaller than that of the material of the recording.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist hierbei auf der Antriebswelle ein Stützring vorgesehen, der zur Halterung des ersten Gleitringes dient. Um ein temperaturbedinges, axiales Schrumpfen des Gleitringes auszugleichen, wird gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Vorschlag dem Gleitring ein Federelement zugeordnet, welches zwischen Stützring und einer Wellenhülse festgeklemmt ist.In the preferred embodiment of the invention, a support ring is provided on the drive shaft, which is used to hold the first sliding ring. About a temperature-related, axial shrinkage of the sliding ring compensate, is according to a further invention Proposal the sliding ring assigned a spring element, which between the support ring and a shaft sleeve is clamped.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist weiterhin der mit dem ersten Gleitring zusammenwirkende zweite Gleitring von einer Aufnahme gehalten, welche über einen Faltenbalg mit dem Pumpengehäuse verbunden ist.In the preferred embodiment of the invention, the one cooperating with the first sliding ring is also second sliding ring held by a receptacle which is connected to the pump housing via a bellows.

Durch die unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten-Auswahl der Werkstoffe der Gleitringe im Vergleich zu den Werkstoffen der sie aufnehmenden PumpenelementeDue to the different expansion coefficient selection the materials of the sliding rings compared to the materials of the pump elements that hold them

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(Aufnahme - Stützring) ist sichergestellt, daß die im Betrieb der Pumpe bestehende Abkühlung die notwendigen Montagespiele, die bei einfachster Montagemethode sinnvoll sind, nicht nur ausgleicht, sondern auch eine - wie bereits erwähnt - funktionssichere Schrumpfbefestigung (d.h. Schrumpfpassung) entsteht. Nenn die Ausdehnungskoeffizienten der Passungspartner (Gleitringe und deren Aufnahmeteile) wesentlich unterschiedlich gewählt werden, so kann sogar in vorteilhafter Weise weiterhin auf die Einhaltung der sonst üblichen engen Fertigungstoleranzen sowie einer anspruchsvollen Oberflächengüte verzichtet werden, danach der ersten Abkühlung ein Anpassungsprozeß stattgefunden hat.(Support ring) it is ensured that the cooling existing during the operation of the pump provides the necessary Assembly play, which makes sense with the simplest assembly method, not only compensates, but also one - how already mentioned - functionally reliable shrink fastening (i.e. shrink fit) is created. Name the expansion coefficients the fitting partners (sliding rings and their mounting parts) are chosen significantly differently, in this way it is even possible in an advantageous manner to continue to comply with the otherwise customary tight manufacturing tolerances as well as a demanding surface quality can be dispensed with, after which the first cooling is followed by an adjustment process has taken place.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen und der nachstehenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform einer Kreiselpumpe zum Fördern kryogener Medien in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung. In dieser Zeichnung ist dargestellt, inFurther advantages of the invention emerge from the remaining subclaims and the description below a preferred embodiment of a centrifugal pump for conveying cryogenic media in connection with the attached drawing. This drawing shows in

Fig.1 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe und1 shows a sectional view of the centrifugal pump according to the invention and

Fig.2 im vergrößerten Maßstab die AnFig. 2 on an enlarged scale the An

ordnung der Abdichtungselemente in dieser Kreiselpumpe.order of the sealing elements in this centrifugal pump.

In Fig.1 ist eine Kreiselpumpe 10 zum Fördern kryogener ■jg Medien dargestellt. Diese Kreiselpumpe weist ein Pumpengehäuse 12 auf, das an seiner (in Fig.1) Oberseite von einem Pumpendeckel 14 abgesperrt ist. Dieser Pumpendeckel wird unter Anordnung von Dichtringen mittels des angeschraubten Zwischenstückes 16 fest auf das Pumpengehäuse 12 gepreßt.A centrifugal pump 10 for pumping cryogenic media is shown in FIG. This centrifugal pump has a pump housing 12, which is blocked off by a pump cover 14 on its upper side (in FIG. 1). This pump cover is firmly attached to the pump housing with the arrangement of sealing rings by means of the screwed-on intermediate piece 16 12 pressed.

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Das Zwischenstück 16 :st - wie er sicntxic;. - durch mehrere Schraubverbindungen -H red i umdicht rr.it den Gehäuse verbunden. Dnr zentrisc; -;.,aeordnete Pumpendeckel 14 dient zur Aufnahme u'-.d F'üh ;mg einer Antriebswelle 20, die mit dem nicht dargestellt m: Antriebsmotor verbünden ist. Das dem Motor abgewandte .;rie der Antriebswelle 20 ragt in den Innenraum 22 des Pum:enjehäuses 12 und dient dort zur Aufnahme eines Laufroa.es 24. Die Befestigung des Laufrades 24 erfolgt über e.ne Gewindeverbindung 26, durch die das Laufrad 24 soweit auf die Welle aufgeschraubt wird, bis es zur Anlage an · .■ ί ncr. Stützring 28 kommt. Der Stützring 28 selbst ist ai einer Axia!bewegung durch eine Wellenhülse 30 gehinc¹ rt. die an einer Schulter 32 der Antriebswelle 20 anlieq: , Anstelle einer We.¹ uirhülse 30 kar.r aber auch der Stützri τ 23 direkt ar. eine. Schulter oder an einem Wellenbund ε ,Liegen,The intermediate piece 16: st - as he sicntxic ;. - Connected to the housing by several screw connections -H red i umdicht rr. Dnr centric; -;., aeordinated pump cover 14 serves to hold u '-. d F'üh; mg of a drive shaft 20, which is connected to the m: drive motor, not shown. That of the drive shaft 20 facing away from the motor protrudes into the interior 22 of the pump housing 12 and is used there to accommodate a barrel 24 is screwed onto the shaft until it rests against ·. ■ ί ncr. Support ring 28 comes. The support ring 28 itself is a ai Axia! Motion by a shaft sleeve 30 gehinc ¹ rt. which rest on a shoulder 32 of the drive shaft 20: Instead of a We. ¹ uirhülse 30 kar.r but also the support τ 23 directly ar. one. Shoulder or on a wave collar ε , lying,

Die Verspannung des L.-v_frade- 24 erfolgt durch einen s -benannten 20 untere Ende der An*" ri'■' ~'-11 e 20The tension of the L.-v_frade- 24 is done by an s -named 20 lower end of an * "ri '■' ~ '-11 e 20

uf de-- .·"·r. :riebswelle 20 >l>.:c^r 34, der auf das :-i -. a ·; foe schraubt ist.uf de--. · "· r.: drive shaft 20 >l> .: c ^ r 34, which is screwed onto the: -i -. a ·; foe.

Durch diese Art der K·.: nung des Laufrades 24 .·.·. leistet.By this type of k ·. Of the impeller 24. ·. ·. perform.

o- it eine sichere Anord-Ai,t. lobswel Ie 20 gewähr-o- it a secure arrangement Ai, t. Lobswel Ie 20 guarantees

Wie Fig.1 zeigt, ist die Antriebswelle 20 bei ihrem Durchgang durch die Kellenöffnung 36 im Pumpendeckel 14 durch zwei Dichtungen 38 abgedichtet. Diese Dichtung 38 reicht jedoch nicht aus, um den Innenraum 22 der Kreiselpumpe gegenüber der Umgebung wirkungsvoll abzudichten, sondern wirkt als eine Art Schmutzfänger und verhindet weiterhin das Eindringen von Feuchtigkeit.As FIG. 1 shows, the drive shaft 20 is in its passage through the trowel opening 36 in the pump cover 14 two seals 38 sealed. However, this seal 38 is not sufficient to protect the interior 22 of the centrifugal pump to effectively seal against the environment, but acts as a kind of dirt trap and continues to prevent the penetration of moisture.

Zur Abdichtung des Innenraumes 22 gegenüber der Umgebung ist im Bereich der Antriebswelle 20 eine spezielle Ab-To seal the interior 22 from the environment, a special seal is provided in the area of the drive shaft 20.

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dichtungseinrichtung vorgesehen, die allgemein mit dem Bezugszeichen 40 gekennzeichnet ist.sealing device is provided, which is generally identified by the reference numeral 40.

Diese Abdichtungseinrichtung weist einen Drehteil 42 auf, der vom Pumpenteil 14 aufgenommen ist. Wie aus Fig.1 zu entnehmen, ist an der Innenseite des Drehteiles 42 und zwar in der Nähe der Schulter 32 das obere Ende eines metallenen Faltenbalges 44 befestigt. Das untere Ende des Faltenbalges 44 wird von einer Aufnahme 46 gehalten, die axial verschiebbar vom Drehteil 42 aufgenommen ist. Die Aufnahme 46 weist, vgl. hierzu nun Fig.2, eine Eindrehung 48 auf, welche zur Halterung eines Gleitringes 50 dient.This sealing device has a rotating part 42 which is received by the pump part 14. As shown in Fig.1 too see, is on the inside of the rotating part 42 and that in the vicinity of the shoulder 32, the upper end of a metal bellows 44 attached. The lower end of the bellows 44 is held by a receptacle 46 which is received axially displaceably by the rotating part 42. The receptacle 46 has, in this regard, now FIG. 2, a recess 48, which is used to hold a slide ring 50.

Dieser obere (zweite) Gleitring 50 wirkt mit einem unteren (ersten) Gleitring 52 zusammen, der seinerseits vom Stützring 28 aufgenommen ist. Zwischen der Wellenhülse 30 und dem Stützring 28 ist ein Federelement 54 so angeordnet, daß dadurch der Gleitring 52 stets in seiner zentrischen Einbaulage gehalten ist.This upper (second) sliding ring 50 interacts with a lower (first) sliding ring 52, which in turn is from Support ring 28 is added. A spring element 54 is arranged between the shaft sleeve 30 and the support ring 28 so that that thereby the sliding ring 52 is always held in its central installation position.

Durch die axiale Verschiebbarkeit der Aufnahme 46, hervorgerufen durch den unter Vorspannung stehenden Faltenbalg 44, ist eine stets sichere gasdichte Anlage des oberen Gleitringes 52 an dem unteren Gleitring 50 gewährleistet. Due to the axial displaceability of the receptacle 46, caused by the bellows which are under tension 44, a gas-tight contact between the upper sliding ring 52 and the lower sliding ring 50 is guaranteed at all times.

Wie ersichtlich, ist an der Innenwandung 56 des kreisringförmigen Gleitringes 52 eine sogenannte Ringnut 58 vorgesehen, durch welche die Anlagefläche des Gleitringes auf dem entsprechenden - in Fig.2 - vertikalen Abschnitt des Stützringes 28, reduziert wird.As can be seen, a so-called annular groove 58 is located on the inner wall 56 of the annular sliding ring 52 provided, through which the contact surface of the sliding ring on the corresponding - in Fig.2 - vertical section of the support ring 28 is reduced.

Wie eingangs erwähnt, dient die vorstehend in ihrem Aufbau beschriebene Kreiselpumpe zum Fördern kryogerier Medien, so daß die Pumpe einem Temperaturbereich von ca. 220° (von +20° bis -200° C) während ihres Betriebes ausgesetztAs mentioned at the beginning, the structure of the centrifugal pump described above is used to convey cryogenic media, so that the pump is exposed to a temperature range of approx. 220 ° (from + 20 ° to -200 ° C) during its operation

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ist. Daraus resultiert eine Veränderung der Abmessungen. Die Abdichtungseinrichtung 40 gewährleistet über den gesamten Temperaturbereich hinweg eine sichere Abdichtung des Innenraumes 22 der Kreiselpumpe 10. Bei der Montage der Kreiselpumpe, hier insbesondere bei der Auswahl der Werkstoffe für die Abdichtungseinrichtung 40, wird in erfindungsgemäßer Weise darauf geachtet, daß die miteinander zusammenwirkenden Einzelelemente dieser Einrichtung 40 solche Ausdehnungskoeffizienten besitzen, die eine im Betrieb sichere Abdichtung der Kreiselpumpe gewährleisten. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß für den ersten Gleitring 52 ein Werkstoff gewählt, der einen größeren Ausdehnungskoeffizienten aufweist als der Werkstoff des Stützringes 28 und/oder der Antriebswelle 20. Für den Gleitring 52 finden Werkstoffe, wie z.B. Polyäthylen, PTFE-Kunststoff, Kunstkohle oder Graphit Verwendung. Diese Werkstoffe haben hervorragende Gleiteigenschaften unter gleichzeitigem hohen Widerstand gegenüber einer Abnutzung (hohe Standzeit), bei entsprechender Wahl des kontaktierenden Verschleißpartner.is. This results in a change in the dimensions. The sealing device 40 ensures over the entire Reliable sealing of the interior 22 of the centrifugal pump 10 across the temperature range. During assembly the centrifugal pump, here in particular when selecting the materials for the sealing device 40, is shown in FIG according to the invention, it is ensured that the interacting individual elements of this device 40 have such expansion coefficients that ensure reliable sealing of the centrifugal pump during operation. For this purpose, according to the invention, a material is selected for the first sliding ring 52 which has a greater coefficient of expansion has as the material of the support ring 28 and / or the drive shaft 20. For the Sliding ring 52, materials such as polyethylene, PTFE plastic, synthetic carbon or graphite are used. These materials have excellent sliding properties while at the same time having high resistance to a Wear (long service life), with appropriate choice of the contacting wear partner.

Bei der dargestellten Ausführungsform werden also Werkstoffe mit größeren Ausdehnungskoeffizienten für den Gleitring 52 verwendet, im Gegensatz zum Stützring 28, so daß bei der Inbetriebnahme der Kreiselpumpe und der dadurch bedingten großen Abkühlung auf ca. -200° C der Gleitring 52 sich wesentlich stärker zusammenzieht, als der ihn aufnehmende Stützring 28 und dadurch eine feste und gasdichte Schrumpfpassung entsteht. Um zu verhindern, daß die abkühlungsbedingten sehr großen Schrumpfkräfte des Gleitringes 52 seine Zerstörung zur Folge haben, ist, wie aus Fig.2 ersichtlich, die Anlagefläche (Innenwandung 56) durch die Ringnut 58 unterteilt. Dadurch ergibt sich eine kleinere Abstützfläche des Gleitringes 52 auf seinem Stützring 28, so daß dadurch bei eventuellIn the embodiment shown, materials with larger coefficients of expansion for the Sliding ring 52 is used, in contrast to the support ring 28, so that when the centrifugal pump is started up and the resulting large cooling to approx. -200 ° C, the sliding ring 52 contracts much more, than the support ring 28 which receives it and thereby a firm and gas-tight shrink fit is created. To prevent, that the cooling-related very large shrinkage forces of the sliding ring 52 result in its destruction, As can be seen from FIG. 2, the contact surface (inner wall 56) is divided by the annular groove 58. This results in a smaller support surface of the sliding ring 52 on its support ring 28, so that if possible

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zu großen Schrumpfkräften, diese Abstützung "Spannungskräfte verzehrend" sich fließend verformen kann. Dadurch ist sichergestellt, daß auch bei einer eventuell zu grossen Schrumpfspannung keine Zerstörung des Gleitringes eintreten kann. Da der Gleitring 52 nicht nur radial schrumpft sondern auch ein axiales Schrumpfen erfolgt, ist hierfür das Federelement 54 vorgesehen, durch welches das axiale Schrumpfen des Gleitringes 52 unter Dichtwirkung ausgeglichen und gleichzeitig auch die radiale Einhaulage des Gleitringes 52 beibehalten wird. Durch die eingeleiteten Federkräfte des Federelementes 54 wird dabei der Gleitring 52 in seiner zentrischen Einbaulage festgehalten. too large shrinkage forces, this support "absorbing tension forces" can be deformed fluently. Through this it is ensured that the sliding ring will not be destroyed even if the shrinkage stress is too great can occur. Since the sliding ring 52 not only shrinks radially but also shrinks axially, the spring element 54 is provided for this purpose, through which the axial shrinkage of the sliding ring 52 with a sealing effect balanced and at the same time the radial Einhaulage of the sliding ring 52 is maintained. Through the introduced spring forces of the spring element 54, the sliding ring 52 is held in its central installation position.

Analoge Verhältnisse finden sich erfindungsgemäß bei der Anordnung des zweiten Gleitringes 50 in Verbindung mit seiner Aufnahme 46. Als Werkstoff für die Aufnahme 46 findet Metall Verwendung, dessen Ausdehnungskoeffizient nunmehr jedoch größer ist als der des Werkstoffes, aus dem der zweite Gleitring 50 gefertigt ist. Der zweite Gleitring 50 besteht aus einem druckfesten Werkstoff, wie z.B. Oxidkeramik oder Hartmetall mit kleinerem Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zur Aufnahme 46. Bei dieser Anordnung schrumpft nun die den größeren Ausdehnungskoeffizienten aufweisende Aufnahme 46 stärker als der zweite Gleitring 50, so daß dieser in Form einer festen gasdichten Schrumpfpassung von der Aufnahme 4 6 gehalten ist. Es ist selbstverständlich, daß der ausgewählte Werkstoff für den zweiten Gleitring eine solche Festigkeit aufweist, daß die von der Aufnahme 46 eingeleiteten Schrumpfkräfte aufgenommen werden und dadurch keine Zerstörung des Gleitringes erfolgt. Wenn z.B. für den zweiten Gleitring 50 als Werkstoff Oxidkeramik und für die Aufnahme 46 ein unter Belastung fließender Werkstoff, wie z.B.According to the invention, analogous conditions are found in Arrangement of the second sliding ring 50 in connection with its receptacle 46. As a material for the receptacle 46 metal is used, but its coefficient of expansion is now greater than that of the material which the second slide ring 50 is made. The second sliding ring 50 consists of a pressure-resistant material, such as oxide ceramics or hard metal with a lower coefficient of expansion compared to receptacle 46. With this arrangement, the larger expansion coefficient now shrinks having receptacle 46 stronger than the second sliding ring 50, so that this is in the form of a solid gas-tight shrink fit of the receptacle 4 6 is held. It goes without saying that the selected material for the second sliding ring has such a strength that the shrinkage forces introduced by the receptacle 46 be recorded and thereby no destruction of the sliding ring takes place. If e.g. for the second slip ring 50 as the material oxide ceramic and for the receptacle 46 a material that flows under load, such as e.g.

Edelstahl 1.4541, verwendet wird, so entsteht nach derStainless steel 1.4541 is used, it is produced after the

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Abkühlung wegen der sehr großen Unterschiede in den Ausdehnungskoeffizienten dieser beiden Werkstoffe das für den Betriebszustand notwendige Preßpassungsverhältnis von selbst. Dabei wird die Aufnahme 4 6 entsprechend verformt. Dieser Umstand bewirkt, daß bei der Erstellung der Paßmaße ein geringerer fertigungstechnischer Aufwand geleistet werden muß, da sich ja die Passungsverhältnisse bei der erstmaligen Inbetriebnahme der Kreiselpumpe von selbst einstellen.Cooling because of the huge differences in the expansion coefficients of these two materials the necessary press fit ratio for the operating condition by itself. The receptacle 4 6 is deformed accordingly. This fact has the effect that when the Fits a smaller manufacturing effort has to be made, since the fitting relationships Set by yourself when starting up the centrifugal pump for the first time.

Durch die erfindungsgemäße Abdichtungseinrichtung,insbesondere im Hinblick auf die vorteilhafte Auswahl der Werkstoffe in Verbindung mit den unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten ergeben sich aufgrund des Zusammenwirkens der einzelnen Werkstoffe bei der erstmaligen Inbetriebnahme der Pumpe sehr gute, durch das Abkühlen bewirkte Schrumpfpassungen zwischen dem ersten Gleitring und dem ihm zugeordneten Stützring 28 einerseits und dem zweiten Gleitring 50 und der Aufnahme 46 andererseits.By the sealing device according to the invention, in particular with regard to the advantageous selection of materials in connection with the different expansion coefficients result from the interaction of the individual materials during initial commissioning the pump has very good shrink fits between the first sliding ring caused by cooling and the support ring 28 assigned to it on the one hand and the second sliding ring 50 and the receptacle 46 on the other hand.

Durch diese Schrumpfpassungen ist gewährleistet, daß stets eine sichere Abdichtung des Innenraumes 22 der Kreiselpumpe 10 gegenüber der Umgebung gewährleistet ist. Darüber hinaus sind bei der Fertigung der Pumpenteile keine so große Anforderungen an die Passungsqualitäten dieser Teile zu stellen, da sich ja das jeweilige Passungsverhältnis (Schrumpfpassung} - wie bereits erwähnt - von selbst einstellt. This shrink fit ensures that always a secure sealing of the interior 22 of the centrifugal pump 10 from the environment is guaranteed. About that In addition, there are not so great demands on the quality of fit of these parts in the manufacture of the pump parts because the respective fit ratio (shrink fit} - as already mentioned - adjusts itself.

Die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Abdichtungseinrichtung wurde anhand einer Kreiselpumpe erörtert. Es ist selbstverständlich und liegt im Rahmen der Erfindung, ein solches Abdichtungssystem auch überall dort einzusetzen, wo Dichtigkeitsprobleme in Verbindung mit tiefkalten Medien auftreten, so z.B. an der Welle eines Rühr-Werkes in einem Cryostaten.The sealing device according to the invention described above was discussed using a centrifugal pump. It goes without saying and is within the scope of the invention, To use such a sealing system wherever leakage problems occur in connection with cryogenic media, e.g. on the shaft of a stirrer in a cryostat.

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Claims

Sealing device for a centrifugal pump for conveying cryogenic media, with a drive shaft for the impeller and with a device assigned to the drive shaft for sealing the pump housing,
characterized in that

a) the sealing device (40) has two sliding rings that are operatively connected to one another (50, 52) which are received by a receptacle (46) or a support ring (28),

b) the expansion coefficient of the material of the first sliding ring (52) is greater than that of the Material of the support ring (28)

c) and the expansion coefficient of the material of the second sliding ring (50) is smaller than

that of the material of the receptacle (46).

2. Sealing device according to claim 1, characterized in that

that a support ring (28) is provided on the drive shaft (20), which is used to hold the first sliding ring (52) is used.

3. Sealing device according to claim 1 and / or 2, characterized in that

that the sliding ring (52) is assigned a spring element (54) which between the support ring (28) and a Shaft sleeve (30) is clamped.

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4. Sealing device according to one of the preceding claims,

characterized,

that an annular groove (58) is provided on the inner wall (56) of the annular sliding ring (52).

5. Sealing device according to one of the preceding claims,

characterized,

that the second sliding ring (50) cooperating with the first sliding ring (52) is held by a receptacle (46) which is connected to the pump cover (14) via a bellows (44).

6. Sealing device according to one of the preceding claims,

characterized,

that the second sliding ring (50) consists of a pressure-resistant, the shrinkage force of the receptacle (46) withstand Material is made.

7. Sealing device according to one of the preceding claims,

characterized,

that the second sliding ring (50) consists of oxide ceramic, hard metal or hardened steel.

8. Sealing device according to one of the preceding claims,

characterized,

that the first sliding ring (52) made of plastic, such as polyethylene, PTFE plastic, synthetic carbon or Consists of graphite.

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